기계 공학의 안전 관련 부품: 최적화된 유지 관리 및 신뢰성을 위한 디지털 트윈 및 GS1 DataMatix를 갖춘 Schaeffler 롤링 베어링

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게시 날짜: 2024년 12월 22일 / 업데이트 날짜: 2024년 12월 22일 - 작성자: Konrad Wolfenstein

기계 공학의 안전 관련 부품: 최적화된 유지 관리 및 신뢰성을 위한 디지털 트윈 및 GS1 DataMatix를 갖춘 롤링 베어링

기계 공학의 안전 관련 부품: 최적화된 유지 관리 및 신뢰성을 위한 디지털 트윈 및 GS1 DataMatix가 포함된 롤링 베어링 - 창의적인 이미지: Xpert.Digital

기차에서 우주 여행까지: 기술과 일상 생활에서 구름 베어링의 중심 역할

롤링 베어링은 수많은 산업 및 일상 응용 분야에서 중심 역할을 합니다. 이들의 중요성은 승객 교통을 보장하고 원활한 시스템 작동을 보장하는 것부터 항공우주 분야의 정밀성에 이르기까지 다양합니다. 무브먼트의 마모와 마찰을 줄이는 데 결정적인 기여를 하기 때문에 현대 세계는 이들 없이는 거의 상상할 수 없습니다.

안전 관련 부품인 롤링 베어링

철도 운송, 항공 또는 석유 및 가스 산업과 같이 안전이 중요한 응용 분야에서는 롤링 베어링 구성 요소의 완벽한 기능이 필수적입니다. 결함이 있는 구름 베어링은 다음과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

예상치 못한 유지 관리 비용: 계획되지 않은 구성 요소 교체로 인해 상당한 재정적, 시간적 리소스가 묶일 수 있습니다.
생산 중단 시간: 공장 폐쇄로 인해 막대한 비용이 발생하고 배송이 지연될 수 있습니다.
개인 부상 및 안전 위험: 철도 또는 항공과 같은 응용 분야에서 갑작스러운 고장은 치명적인 결과를 초래하는 사고를 일으킬 수 있습니다.

롤링 베어링은 움직임이 있는 곳 어디에서나 찾을 수 있습니다. 다음과 같은 경우에는 대체할 수 없습니다.

기차와 자동차: 원활한 승객 수송을 보장합니다.
산업용 시스템: 신뢰성과 효율성을 보장합니다.
첨단 기술 응용 분야: 풍력 터빈부터 항공기 엔진까지 정확하고 안정적인 움직임을 가능하게 합니다.

Schaeffler: 롤링 베어링 기술 분야의 세계적인 제조업체

40,000개 이상의 표준 롤링 베어링 제품과 수많은 고객별 솔루션을 갖춘 셰플러는 이 분야에서 세계 최대 규모의 가장 혁신적인 공급업체 중 하나입니다. 제품 범위는 치과용 드릴용 밀리미터 크기의 소형 베어링부터 우주 여행용 고온 베어링까지 확장됩니다.

각 롤링 베어링은 해당 용도에 맞는 특정 특성을 가지고 있습니다. 이로 인해 고객이 자신이 사용하는 베어링의 사양과 상태에 대한 정확한 정보를 얻는 것이 더욱 중요해졌습니다. Schaeffler는 디지털 기술을 사용하여 완전히 새로운 수준의 투명성과 유지 관리 효율성을 창출합니다.

GS1 DataMatrix 코드를 통한 디지털화

Schaeffler 디지털 전략의 핵심 구성 요소는 GS1 DataMatrix 코드를 사용하는 것입니다. 이 코드는 구름 베어링의 내부 및 외부 링에 직접 새겨져 있으며 제품의 디지털 트윈에 대한 액세스를 제공합니다. 디지털 트윈은 물리적 창고를 포괄적인 정보를 제공하는 디지털 데이터베이스와 연결합니다.

GS1 DataMatrix 코드: 구조 및 기능

일련화된 GTIN: 코드에는 암호화되고 기계 판독이 가능한 일련화된 국제거래단품식별코드(GTIN)가 포함되어 있습니다.
개별 식별: 모든 롤링 베어링은 전 세계적으로 고유하게 식별될 수 있습니다.
데이터 액세스: 고객은 코드를 통해 다양한 제품 관련 데이터에 액세스할 수 있습니다.

이 기술은 구름 베어링의 전체 수명 주기 동안 완전한 투명성을 제공하고 수많은 혁신적인 응용을 가능하게 합니다.

제공되는 데이터 범위

GS1 DataMatrix 코드를 통해 고객은 다음을 포함한 광범위한 정보에 액세스할 수 있습니다.

1. 제조 데이터

생산지
제조일자
기술 사양

2. 운영 데이터

사용량
진동 데이터
지방 분석

3. 유지보수 데이터

유지보수 수행 내역
향후 유지 관리 간격에 대한 권장 사항

4. 물류자료

위치 추적
공급망 정보

GS1 표준 및 IoT

IoT 솔루션을 구현하려면 DataMatrix Code와 같은 GS1 표준을 사용하는 것이 중요합니다.

통일된 식별: GS1 식별 번호를 통해 물체, 기계 및 사람을 명확하게 식별할 수 있습니다.
상호 운용성: GS1 표준은 다양한 시스템과 회사 간의 데이터 교환을 위한 공통 언어 역할을 합니다.
디지털 트윈에 연결: GS1 디지털 링크를 사용하면 물리적 개체를 디지털 표현에 연결할 수 있습니다.

디지털 트윈의 장점

실제 제품을 디지털 트윈과 연결하면 제조업체, 운영자 및 유지 관리 서비스 제공업체에 수많은 이점을 제공합니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

완벽한 추적성: 모든 롤링 베어링은 제조 공정부터 수명 주기가 끝날 때까지 원활하게 추적될 수 있습니다.
예측 유지 관리: 수집된 운영 데이터를 사용하여 오류가 발생하기 전에 잠재적인 문제를 식별하고 해결할 수 있습니다.
최적화된 유지보수 간격: 수집된 데이터를 사용하여 유지보수 주기를 실제 부하에 맞게 정확하게 조정할 수 있습니다.
비용 절감: 계획되지 않은 가동 중지 시간을 방지하고 유지 관리 프로세스를 보다 효율적으로 만들어 상당한 비용 절감을 달성할 수 있습니다.
신뢰성 향상: 향상된 모니터링 옵션은 특히 철도 운송 및 기타 안전이 중요한 분야의 안전에 기여합니다.

혁신적인 서비스 제공

Schaeffler는 디지털 트윈을 사용하여 다양한 혁신적인 서비스의 기반을 마련했습니다. 대표적인 것이 100% 반품 서비스다. 이 서비스를 통해 롤링 베어링 구성품을 전문적으로 재조정할 수 있으며, 포괄적인 데이터 문서를 통해 완전한 성능을 회복할 수 있습니다.

철도 산업의 디지털화: 선구자

이러한 기술을 활용한 대표적인 사례는 철도 산업입니다. 여기에서 Schaeffler는 디지털화를 추진하고 운영자와 제조업체를 위한 상당한 이점을 창출하고 있습니다. 회사 대변인은 “우리는 철도 차량 유지 관리의 투명성과 효율성에 대한 새로운 표준을 설정하고 있습니다”라고 강조합니다. 물리적 구성 요소를 디지털 데이터와 네트워킹하면 운영 안전성이 향상될 뿐만 아니라 전체 차량의 신뢰성도 높아집니다.

데이터 매트릭스 코드(DMC): 지속 가능성 및 효율성

GS1 DataMatrix 코드 및 디지털 트윈과 같은 디지털 기술의 통합은 업계의 지속 가능성 목표도 지원합니다. 유지보수 프로세스의 정밀한 제어와 부품 재제조 가능성을 통해 제품의 서비스 수명이 연장되어 자원이 절약되고 환경에 미치는 영향이 줄어듭니다.

또한 데이터 기반 솔루션의 사용은 업계의 새로운 표준을 설정합니다. 운영 데이터에 대한 지속적인 분석을 통해 기존 프로세스를 최적화하고 혁신을 주도할 수 있습니다. 이러한 방식으로 셰플러는 고객을 위한 부가가치를 창출할 뿐만 아니라 디지털 혁신의 선구자로 자리매김합니다.

Schaeffler는 롤링 베어링과 같은 기존 기술이 디지털 솔루션을 사용하여 어떻게 재정의될 수 있는지 인상적으로 보여줍니다. GS1 DataMatrix 코드와 디지털 트윈을 통해 회사는 신뢰성, 효율성 및 지속 가능성에 대한 새로운 표준을 설정하고 있습니다. 물리적 세계와 디지털 세계 사이의 연결은 제조업체와 운영자에게 이점을 제공할 뿐만 아니라 안전이 중요한 애플리케이션의 보안과 신뢰성도 향상시킵니다.

디지털화는 기술적 이점을 제공할 뿐만 아니라 보다 지속 가능하고 효율적인 산업을 향한 중요한 단계이기도 합니다. 혁신적인 접근 방식과 미래에 대한 명확한 비전을 통해 셰플러는 움직임이 중요한 역할을 하는 모든 분야에서 기업에게 없어서는 안 될 파트너로 남아 있습니다.

적합:

전 세계적으로 사용되는 바코드의 후속 제품인 GS1 DataMatrix 코드: 조작 방지 기능과 추적성을 제공합니다.

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안전 관련 구성 요소와 기계 공학에 대한 중요성

안전 부품 및 롤링 베어링의 역할

안전 관련 부품은 기계공학에서 중요한 역할을 합니다. 고장이 나면 치명적인 결과를 초래할 수 있기 때문입니다. 특히 롤링 베어링은 움직임을 가능하게 하고 소형 정밀 장치와 강력한 산업 시스템에 설치되기 때문에 거의 모든 산업 분야에서 매우 중요합니다. 이러한 맥락에서 Schaeffler 회사는 세계 최고의 롤링 베어링 제조업체 중 하나이기 때문에 주목을 받습니다. 광범위한 제품 범위, 최신 디지털화 접근 방식 및 GS1 DataMatrix 코드 사용을 통해 Schaeffler는 최적화된 유지 관리 전략은 물론 기계 및 시스템의 더 높은 신뢰성과 가용성을 위한 포괄적인 솔루션을 제공합니다. 다음에서는 안전이 중요한 응용 분야에서 롤링 베어링의 관련성을 설명하고 소위 디지털 트윈을 통한 디지털화 접근 방식을 보다 자세히 검토하며 GS1 DataMatrix 코드의 도입이 유지 관리에 어느 정도 혁명을 일으키고 있는지 설명합니다.

롤링 베어링의 적용 분야 및 관련성

볼 베어링, 원통형 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링 또는 니들 베어링이라고도 알려진 롤링 베어링은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이는 회전하거나 진동하는 부품의 마찰을 줄이는 동시에 높은 하중을 흡수하는 역할을 합니다. 이러한 특성은 안전하고 원활한 승객 운송에 필수적입니다. 기차, 자동차, 비행기는 신뢰할 수 있는 구름 베어링에 의존하는 운송 수단의 몇 가지 예일 뿐입니다. 또한 베어링은 생산 라인, 로봇 및 기타 기계의 중단 없는 작동을 보장하는 산업 플랜트에서 중요한 역할을 합니다. 전문가들은 항상 다음과 같이 지적합니다. "결함이 있는 롤링 베어링은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 그 결과에는 조기 유지 관리 요구 사항, 생산 중단 시간이 많이 소요되고 시스템이 갑자기 고장날 경우 사고가 발생할 수 있습니다."

안전이 중요한 응용 분야의 롤링 베어링

구름 베어링의 사용은 철도 산업, 석유 및 가스 산업, 항공우주 등 안전 관련 환경에서 특히 민감합니다. 베어링의 최대 성능을 요구하는 극한 조건이 종종 있습니다. “철도 차량에서 액슬박스 베어링은 승객의 안전을 크게 책임진다”고 종종 말합니다. 고장은 안정성과 조종성에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 상황은 항공기 터빈에서도 유사하며, 엄청난 하중과 속도를 영구적으로 견딜 수 있도록 지속적인 모니터링이 필수적입니다. 압력, 온도 및 부식이 매우 높은 석유 및 가스 산업의 시추 장비 또는 생산 시스템에도 최고 수준의 운영 안전이 필요합니다. 구름 베어링을 포함한 모든 구성 요소가 안정적으로 작동하는 경우에만 방해 없는 작동이 보장될 수 있습니다.

롤링 베어링 기술의 발전과 과제

이러한 배경에서 볼 때 전 세계적으로 수십억 개의 롤링 베어링이 사용되고 있으며 다양한 기계를 구동하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 동시에 품질과 효율성에 대한 요구 사항도 더욱 엄격해졌습니다. 재료 연구, 윤활유 및 생산 물류의 발전으로 지속적으로 성능 특성이 향상되고 있지만 동시에 Industry 4.0에서는 데이터 수집 및 실시간 모니터링에 점점 더 의존하고 있습니다. 따라서 다음 한 문장이 많은 엔지니어에게 지침 원칙이 됩니다. "구름 베어링이 없으면 로봇 팔도, 풍력 터빈도, 항공기 엔진도, 기차도 움직일 수 없습니다." 움직임이 있는 곳이라면 어디든 안정적이고 효율적인 베어링이 필요합니다.

Schaeffler: 롤링 베어링 생산 분야의 글로벌 시장 리더

셰플러는 이 시장 부문에서 세계 최대의 롤링 베어링 제조업체 중 하나로 자리매김했습니다. 이 회사는 치과용 드릴용 초소형 베어링부터 광산용 특수 설계에 이르기까지 다양한 포트폴리오를 제공합니다. 또한, 큰 온도 변동이나 공격적인 환경 조건을 견딜 수 있는 항공우주용 고온 베어링이 개발되고 있습니다. 내부 정보에 따르면 표준 프로그램에는 약 40,000가지의 다양한 유형의 구름 베어링이 포함되어 있습니다. 그러나 이것이 전부는 아닙니다. 전문가들은 "모든 구름 베어링에는 개별적인 특성이 있습니다"라고 강조합니다. 고객별 특수 솔루션은 개별 산업이나 고객의 요구 사항을 정확하게 충족하도록 설계되는 경우가 많습니다.

롤링 베어링용 데이터 수집 및 센서

셰플러는 고객이 자신이 설치한 롤링 베어링의 특수 사양이 무엇인지 항상 알 수 있도록 광범위한 데이터를 제공합니다. 롤링 베어링은 항상 움직임이 발생하는 위치에 장착되므로 관련 작동 매개변수를 측정하는 지점으로 특히 적합합니다. 센서 기술과 데이터 기록을 통해 실제 조건에서 베어링 동작을 검사할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어링, 생산 및 물류 분야의 정보를 수집할 수 있습니다. 이를 위해 셰플러는 고객이 주행 거리, 진동 값 또는 온도에 대한 데이터에 액세스할 수 있는 데이터 인터페이스를 만들었습니다. “구름 베어링은 완벽한 데이터 공급자입니다.”라고 강조됩니다.

디지털 트윈을 통한 디지털화

점점 더 모든 영역으로 확산되고 있는 디지털화에 맞춰 셰플러는 디지털 트윈 접근 방식을 개발했습니다. 물리적 롤링 베어링은 클라우드 또는 데이터 플랫폼의 가상 대응 요소와 결합됩니다. 기본은 GS1 DataMatrix 코드로, 레이저 조각을 사용해 베어링의 내부 링과 외부 링에 직접 부착됩니다. 이 코드는 무엇보다도 일련화된 국제거래단품식별번호(GTIN)를 포함하는 기계 판독 가능 표시입니다. 각 코드는 고유하며 물리적 창고를 명확하게 식별할 수 있습니다. 이는 이 창고에 대한 모든 정보를 디지털 트윈에 매핑하고 전체 수명 주기 동안 추적하기 위한 전제 조건을 생성합니다.

GS1 DataMatrix 코드와 디지털 트윈의 장점

이 디지털 연결의 장점은 다양합니다. 우선, 완벽한 추적성을 제공합니다. 생산부터 폐기까지 베어링이 언제, 어디서 제조되었는지, 어떤 재료가 사용되었는지, 어떤 구체적인 특성을 가지고 있는지 명확하게 판단할 수 있습니다. 투명하고 문서화된 제품 수명만이 리콜이나 오작동 발생 시 신속한 대응을 가능하게 하기 때문에 이는 특히 안전이 중요한 영역에서 중요한 이점입니다. 유지보수 간격은 더 이상 통계적 경험치에만 기반할 수 없고 베어링의 실제 상태에 따라 개별적으로 조정할 수 있기 때문에 유지보수 간격은 이러한 데이터 수집의 이점을 누릴 수 있습니다. 운영자가 계속해서 강조하는 문장은 다음과 같습니다. "예측 유지 관리는 비용을 줄이고 가용성을 높입니다."

산업에서 예측 유지보수의 핵심 역할

예측 유지 관리 및 디지털 진단은 이제 현대 유지 관리의 핵심 요소입니다. 이는 베어링 응력의 불규칙성을 감지하는 상세한 실시간 데이터와 알고리즘을 기반으로 합니다. 이 기술 중심 프로세스를 통해 초기 단계에서 마모를 식별하고 적시에 대책을 시작하여 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다. 생산 속도가 높거나 철도 운송과 같이 안전이 중요한 요구 사항이 있는 산업에서는 예방적 교체를 통해 심각한 결과가 발생하기 전에 손상을 예방할 수 있습니다. 또한, 디지털 데이터는 애플리케이션별 서비스의 기반이 됩니다. 예를 들어 Schaeffler는 베어링 준비에 대해 100% 반품 서비스를 제공합니다. 이는 고객이 베어링을 전문적으로 검사, 청소하고 필요한 경우 수리할 수 있다는 것을 의미합니다. 이전 작업 중에 어떤 요소가 특히 스트레스를 받았는지, 다시 사용할 때 어떻게 고려해야 하는지 항상 확인합니다.

GS1 DataMatrix 코드를 통한 최적화

GS1 DataMatrix 코드 덕분에 회사는 생산 및 물류 데이터를 중앙 데이터베이스에 묶어 고객과 기타 인증 파트너 모두가 액세스할 수 있게 되었습니다. 또한 명확한 식별을 통해 물류 및 서비스에서 일관된 추적이 가능하므로 공급망이 최적화됩니다. 한 담당자는 이를 다음과 같이 요약합니다. "GS1 DataMatrix 코드는 현실 세계와 디지털 세계를 연결하는 다리입니다."

철도 산업의 디지털 롤링 베어링

이러한 접근 방식은 이제 철도 산업의 선구자이자 역할 모델로 간주됩니다. 철도 운영업체는 유지보수를 최소화하면서 24시간 내내 차량을 이용할 수 있도록 해야 하는 과제에 직면해 있습니다. 세계 여러 지역의 철도 네트워크는 이미 많이 활용되고 있습니다. 즉, 장애가 발생하면 운영이 크게 중단될 수 있습니다. 전체 수명 주기 동안 롤링 베어링을 디지털 방식으로 모니터링하기 위해 Schaeffler가 개발한 솔루션은 인프라를 안정적으로 유지하는 데 크게 기여합니다. 안전성을 높이는 것 외에도 순전히 시간 기반 간격이 아닌 실제 데이터를 기반으로 계획을 수립하므로 유지 관리 및 예비 부품 비용을 줄일 수 있습니다. 미래의 열차는 베어링 손상이 임박한 경우 실시간으로 보고할 수 있으며 유지 관리 팀은 적시에 필요한 구성 요소와 전문가를 제공할 수 있습니다.

지속 가능한 유지 관리 및 자원 보존

또 다른 중요한 주제는 지속 가능성입니다. 적절하게 사용하면 구름 베어링은 매우 오랫동안 지속될 수 있으며 때로는 여러 번 수리할 수도 있습니다. 디지털화는 이러한 프로세스의 정확한 문서화를 가능하게 하고 자원 절약형 순환 모델을 촉진할 수 있습니다. 모든 수리 및 유지보수 단계가 디지털 트윈에 저장되므로 베어링 이력을 항상 추적할 수 있습니다. 이는 또한 베어링을 재제조해야 할지 아니면 교체해야 할지에 대한 결정을 더 쉽게 내릴 수 있게 해줍니다. 운영자는 베어링이 이미 완료된 작동 시간, 발생한 최대 하중 및 윤활유 분석 결과를 한 눈에 확인할 수 있습니다. 이러한 투명성은 폐기물 감소를 지원할 뿐만 아니라 인력과 자재의 보다 효율적인 사용으로 이어집니다.

디지털 솔루션을 통한 새로운 비즈니스 모델

디지털 트윈, 센서 및 빅 데이터 분석의 상호 연결은 또한 새로운 비즈니스 모델을 열어줍니다. 일부 운영업체는 이미 구름 베어링 구매에서 해당 기능을 서비스로 구매하는 것으로 전환하고 있습니다. 이러한 모델에서는 제조업체가 유지 관리 및 교체에 대한 모든 책임을 지며 베어링이 항상 목표 성능을 발휘하도록 보장합니다. 여기에는 계획을 위해 데이터가 지속적으로 수집, 평가 및 사용된다는 사실이 포함됩니다. 한 내부자는 이렇게 설명합니다. "우리는 더 이상 재고를 판매하는 것이 아니라 가용성을 보장합니다."

식별 앵커로서의 GS1 DataMatrix 코드

GS1 DataMatrix 코드는 보안 식별 앵커 역할을 합니다. 이는 명확한 식별을 가능하게 하여 문서의 오류 원인을 최소화하고 명확성을 향상시킵니다. 수동 목록이나 오류가 발생하기 쉬운 바코드 스캔에서 레이저로 새겨진 일련화된 GTIN으로 전환하면 유지 관리 작업 중에 잘못된 베어링을 설치할 위험도 줄어듭니다. 자동화 수준이 높은 곳에서는 로봇이 코드를 읽고 해당 데이터를 시스템으로 직접 전송할 수 있습니다. 이를 통해 인적 오류가 줄어들고 창고 보관 및 조립 프로세스가 더욱 가속화됩니다.

셰플러와 함께하는 산업의 미래

요약하면, 셰플러는 혁신적인 구름 베어링 솔루션을 갖추고 있으며 특히 현대 산업 분야의 요구 사항을 충족하고 있음을 알 수 있습니다. 점점 더 많은 기업들이 단지 기계적 고려사항만을 토대로 구성요소를 선택하는 것만으로는 충분하지 않다는 사실을 깨닫고 있습니다. 오히려 원산지, 상태 및 예상 서비스 수명에 대한 정보는 전체적인 제품 수명주기의 일부입니다. 이러한 추세는 전통적인 상태 모니터링을 뛰어넘어 포괄적인 네트워크 솔루션을 탄생시킵니다. 이것이 바로 Schaeffler가 GS1 DataMatrix 코드를 사용하여 구현하는 디지털 트윈의 개념이 적용되는 지점입니다. “우리는 롤링 베어링을 디지털 방식으로 재고하고 있습니다”라는 모토가 있을 수 있습니다.

다른 산업에 대한 관점

미래에는 제조, 에너지, 건설 등 다른 산업에서도 이러한 접근 방식을 채택하게 될 것입니다. 예측 유지 관리의 원리는 높은 응력을 받는 회전 또는 선회 구성 요소가 사용되는 모든 곳에서 수익성 있게 사용될 수 있습니다. 디지털화는 시스템의 안전성과 비용 효율성을 모두 높이는 핵심 요소입니다. 그리고 이러한 길을 적극적으로 추진하고 있는 것은 셰플러와 같은 기업들입니다.

롤링 베어링: 현대 산업을 위한 데이터 소스

이는 구름 베어링이 단순한 기계 부품 그 이상임을 분명히 보여줍니다. 이는 데이터 전달자이자 데이터 생성자이며 현대적인 유지 관리 개념의 기초를 형성합니다. 모바일 시스템에서의 주요 위치와 첨단 기술에 대한 개방성 덕분에 이들은 완전히 연결된 산업으로 진출하는 데 이상적으로 적합합니다. 이는 "움직임이 있는 곳에 Schaeffler가 참여하고, Schaeffler가 참여하는 곳에 새로운 품질과 양의 데이터가 있습니다." 이는 기계 및 플랜트 엔지니어링, 철도 산업, 항공 또는 안전, 신뢰성과 효율성은 똑같이 우선시됩니다.

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